1、飞剪的基本功能及构成

在本轧线中，飞剪是生产线上辅助传动设备中的一个重要部分，对生产的正常进行有着很大的影响。在本棒材轧线中，采用POMINI公司生产的 3台启停式飞剪，分别位 于轧线一中轧末架轧机出口处的SHEAR10，位于二中轧末架轧机出口处的SHEAR16，位于精轧末架轧机出口处的SHEAR23。另外在飞剪的前后还有与飞剪控制功能有关的热金属检测器HMD。这3台飞剪在热金属检测器HMD的配合下，将完成切头，切尾，定尺剪切，碎断剪切功 能。在设计上可使飞剪工作迂回转式或曲柄式 ，另外为了改变惯量还可以增加飞轮，当飞剪工作迂回转模式时，用于剪切轧件速度较高且尺寸较小的场合，而 当飞剪工作于曲柄模式时，用于剪切轧件速度较低且尺寸较大的场合，加飞轮的目的主要是为了增加剪切力 。

飞剪控制系统的构成主要是在操作站上设定，并通过通讯网络传输到AC450中的数据库单元存储起来 ，用于飞剪控制程序应用。由AC450给出飞剪控制的速度给定及附加转矩给定，给定值通过DCS600双闭环调速来驱动电机，在飞剪的轴上安装位置传感器，以1：1来传输飞剪位置编码信号，此反馈信号传输到飞剪位置控制器元件NPCT一01中形成位置反馈值。

 

2、飞剪倍尺剪切工作原理

(1)飞剪的基本原理

轧制中的棒材分段剪切过程，是通过分段剪前的一系列检测元件(HMD)检测到信号后，触发程序 内部的棒材轧制速度计算、棒材长度积分器等功能。控制程序以末架机架的速度设定值为速度基准进行棒材长度积分，当积分长度等于倍尺长度设定值LSETP时，发送信号至START—H1启动倍尺剪，进行分段剪切；同时剪切信号启动积分元素的START2，进行下一段的长度积分，剪切过程循环至棒材轧制结束。

在本轧线的启停式飞剪的控制中，点动方式时直接产生速度给定，属于速度控制方式，其余剪切工作方式属于位置控制，在速度控制中要求整定好速度环和电流环增益以获得较快的上升时间，在位置控制过程中要调整好位置增益，其大小将决定定位功能的时间及精度。位置控制系统从原理上讲是在双闭环调速的基础上再增加一个位置控制外环，形成位置控制系统 。

一般对于位置控制有以下几点要求 ：

①电动机转矩不得超过电动机和机械系统的最大允许转矩 ；

②能在最短时间内完成定位动作，并且定位符合规定的精度要求 ；

③在控制过程中不应产生超调现象，并且系统应稳定。

(2)飞剪的动作过程

飞剪是在钢坯行进中剪切，所以飞剪的剪切速度必须与轧件同步，否则会造成堆钢，由于轧件的自身有厚度，飞剪在剪人时有一剪人角，这样飞剪在水平方向的速度分量应该与钢坯的行进速度一样 (在实际应用中切头时剪刃速度略超前轧制速度)。

要做到对飞剪进行控制，了解飞剪的运动轨迹和在轨迹中各点的速度是必要的。飞剪前一个机架的轧制速度与轧件的速度成正比，飞剪控制系统根据上位机提供 的前一轧机 的速度得到轧件的速度，同时根据操作台设定的剪切长度以及光电管发出的信号综合判断后启动飞剪。飞剪启动与飞剪加速结束之间飞剪速度是匀加速运动，飞剪加速结束与剪刃重合之间飞剪速度是恒定的，等于飞剪加速结束时的设定速度，剪刃重合与飞剪离开轧件之间飞剪速度是恒定的，等于剪刃重合时的飞剪实际速度，随后飞剪以一定的速度返回到起动位置，设计上需要飞剪能以最短的时间回到等待启始位置 ，程序中设置的是一个减速运动。

 

3、飞剪倍尺剪切的补救程序

在生产过程中容易受到轧线水蒸气和其它光源的影响，产生假信号。造成倍尺长度计算不准，剪子剪切动作提前或滞后，甚至不剪切等故障，严重影响轧钢节奏和成材率。本文主要针对SHEAR16不剪切的情况，为解决这一问题增加了倍尺剪切的控制程序。

该程序的基本思想是利用SHEAR16后的HMDDI2.16，当HMD检测到钢材的头部时,开始计时,该时间乘以末架轧机的速度,得到通过该HMD的长度L1.为了可靠考虑,在设定的倍尺长度基础上再加5m得到长度 L2。如果L1的值大于L2的值,则认为 SHEAR16没有进行倍尺剪切。

此时在操作室CP2发出声光报警提醒操作人员，并且自动启动SHEAR16进行倍尺剪切。SHEAR16后的HMD是重要的检测元件,要保证它的灵敏性,定期对其进行维护。切记要把飞剪启动的各种先决条件,如液压站启动、急停连锁等必须串到增加的程序中。原ABB程序中没有对SHEAR16设计手动剪切功能，当由于各种原因飞剪不动作时，只能将该坯料碎断，造成浪费和热停。在完成上述倍尺剪切补救程序的同时，增加了手动剪切的功能，该功能主要原理是将手动信号直接给到剪子的AC80，然后启动飞剪。

在以上两种措施的保证下，飞剪的倍尺剪切可以确保完成，并且减少大量的热废和停工。

 

4、飞剪的常见故障处理

(1)励磁模块的故障

飞剪使用的是 DCS600系列的整流模块，其励磁模块是外置的。通过对以往经验的总结励磁模块中的整流桥会出现故障，在CDP312上报出的是励磁故障。此时可以直接更换整流桥。周期一般为 2年 。该故障我们可以通过定期更换整流桥解决。

(2)风机的故障

由于整流器的风机是长 时间运行 的，所以它的轴承由于长期磨损造成损坏。我们可以在使用4年左右对其进行更换，这样可以避免风机由于轴承的原因引起故障。

(3)AC80故障

AC80是ABB公司的一个小型控制器，他可以连接扩展I／O。SHEAR16的AC80是通过AF100总线通讯的方 式和AC450连接的。当AC450发出启动命令后，它主要是完成飞剪剪切周期内的时序控制及位置控制 。它的故障现象是剪子的剪切动作不规则 ，停止位置不固定，调整原始位置和编码器也无法解决。此时应及时更换 AC80，并且保证其中的运行程序是最终的版本。由于AC80无法上传程序，因此平时应及时备份相关的程序。它的特点是只有备份的电脑才能在线监控程序的运行。

 

5、结语

SHEAR16倍尺剪切时漏切的情况，给生产造成了较大的影响。它可以造成大量的热停时间和热废。自从以上倍尺剪切补救程序执行后，进两年时间没有出现过HEAR16不切倍尺的情况，很好的支持了生产的进行。

对一些常见故障采取了预防措施，避免了很多问题的发生。并且加强设备的日常维护保养，使得设备的运行状况得到很大改善。运行总体稳定平稳，可以满足生产的需要。